Archives de la catégorie ‘Electronique de défense’

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…ou tout comme. Il s’agit d’un concept que l’on avait déjà pu voir au salon du Bourget 2013, chez Finmeccanica. L’idée est de développer un casque permettant au pilote de voir au travers du plancher de son cockpit, avec un champ de vue à 360 degrés.

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Pour arriver à cette fonctionnalité, six caméras ont été intégrées à l’extérieur de l’avion ; les flux vidéo sont ainsi retransmis au casque du pilote. Ce dernier, lorsqu’il regarde vers le bas (par exemple), voit donc le sol en-dessous de lui, comme s’il regardait au travers du plancher. Une fonctionnalité qui requiert une période d’accoutumance.

Le casque, le F-35 Gen III Helmet Mounted Display System de Rockwell Collins, regroupe cette fonctionnalité avec les fonctions classiques d’un afficheur tête haute (HUD), directement projeté sur la visière du pilote. Combiné à un système de suivi du regard (eye-tracking), cela permet au pilote de gérer ses systèmes d’armes avec le regard (une fonctionnalité partagée par d’autres casques modernes). Les autres caractéristiques incluent une vision nocturne, une protection anti-Laser, un enregistrement vidéo et même une fonction « picture in picture ».

A ce niveau de précision, le casque en fibres de carbone doit être réalisé sur mesure pour chaque pilote. Mais bon, après 60 milliards de dollars dépensés pour le programme F35, c’est bien la moindre des choses, non ?

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La société Airbus Defense & Space a annoncé avoir conduit une série d’expérimentations à l’aide d’un hélicoptère Bell 206, en vue de démontrer les capacités de son système SFERION d’assistance au pilotage en conditions de visibilité dégradées ou réduites. L’idée est de permettre au pilote de visualiser les informations prioritaires pour sa sécurité, lorsque l’environnement est complexe : météo dégradée, présence d’obstacles (pylônes ou fils électriques, arbres, …), modification rapide de la situation tactique, terrain complexe inconnu… Toutes ces informations sont projetées au pilote sous forme d’indications visuelles en head-up display (affichage tête haute), ou via des écrans dédiés.

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A la différence des HUD conventionnels, le système superpose des données synthétiques (zone ou ligne de sécurité, exagération de la visualisation des obstacles, …) en temps réel, en cohérence complète avec le terrain.

Pour ce faire, le système SFERION est composé de deux modules : SFERISENSE, qui repose sur un senseur Laser, et permet de détecter dynamiquement les obstacles ou même la nature des zones d’atterrissage possibles (module déjà largement en service), et SFERIASSIST, un module de fusion de données capable de combiner en temps réel l’information reçue du senseur, et les bases de données des zones concernées.

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Le pilote est ainsi capable de visualiser les indications critiques en temps réel : prochain amer de navigation, obstacles importants, ou même présence d’objets mouvants sur la zone d’atterrissage. Au-delà, le système est envisagé comme cœur technologique pour un futur module de pilotage d’hélicoptère en mode semi-automatique.

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La filiale américaine de la société BAE systems a développé un nouveau système permettant à un utilisateur de disposer d’une vision à la fois nocturne et thermique. Le dispositif permet de pallier les inconvénients liés, par exemple, à la présence de pluie, de brume ou de fumée. Jusqu’alors réservée aux jumelles thermiques, ou aux systèmes d’armes, le dispositif permet de fusionner les capacités de vision et de ciblage (« targeting ») sans nécessité pour l’utilisateur de changer de dispositif en opérations.

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Destiné à une utilisation opérationnelle en 2017, il s’agit d’un dispositif reposant sur une interface vidéo sans fil: l’image est directement transmise aux lunettes de l’utilisateur. BAE a particulièrement travaillé sur le poids du dispositif, et des batteries.

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L’intérêt opérationnel (outre la vision tout temps) est de pouvoir réaliser une visée sans nécessité de quitter la cible des yeux, ni d’amener l’arme au niveau du regard, puisque les images de la visée de l’arme peuvent être, via l’interface sans fil, directement transmises à l’utilisateur via ses lunettes, sans aucune transition.

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Le système est en cours de développement, mais a été réalisé en collaboration avec l’U.S Army Night Vision and Electronic Sensors Directorate – il a fait l’objet d’un contrat poétiquement intitulé « Enhanced Night Vision Goggle III and Family of Weapon Sight-Individual » doté de 434 millions de dollars sur 5 ans (tout de même !).

 

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Bonjour à tous. De retour de vacances, ce blog reprend donc du service. Et pour commencer doucement, voici une application duale, jusqu’alors plutôt réservée au monde de la défense, qui débarque aujourd’hui dans le grand public.

La société FLIR bien connue, basée à Portland dans l’Oregon, vient de lancer la seconde génération de son produit grand public FLIR One : une caméra infrarouge compatible…avec des smartphones, iPhones et autres terminaux sous Android.

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L’engin est une caméra muni d’un senseur infrarouge (Lepton Core) LWIR (long wave infrared), capable de détecter des températures dans la gamme -20°C à 120°C avec une sensibilité à des variations de 0.1°C, et d’une caméra VGA (640 × 480).

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D’une taille réduite (72 mm x 26 mm x 18 mm), il fonctionne en fusionnant les images de la caméra VGA avec la détection fournie par le Lepton Core, permettant ainsi d’associer des détails (contours, etc…) aux zones de températures détectées.

De plus, la caméra possède un mode panoramique, ainsi qu’un mode permettant d’enregistrer des changements dans la scène pendant une durée donnée.

Le résultat est impressionnant, comme le montre le film ci-dessous.

Evidemment, il ne s’agit pas d’une technologie militaire à proprement parler : en comparaison avec des caméras thermiques comme la caméra SOPHIE de Thales, on change de monde (pas de télémétrie, pas de refroidissement, senseurs très différents, pas de stabilisation, etc…). Et évidemment, la résolution n’est pas suffisante (ci-dessous, l’image d’un chien dans un environnement naturel).

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Cependant, il s’agit déjà d’un équipement intéressant pour un prix…de 249$ ! Et une preuve de plus de l’interconnexion entre le monde de l’électronique grand public et du monde de la technologie de défense. Cela pourrait intéresser quelques opérationnels, sur le terrain, et susciter quelques idées d’adaptation, comme cela fut le cas sur d’autres équipements (la Kinect par exemple).

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Dans la course au « soldat augmenté », l’armée de la république populaire de Chine n’est pas en reste : depuis peu, elle développe et perfectionne ses propres exosquelettes militaires. Au-delà de leur utilisation dans un contexte logistique et de manutention, l’ambition de l’armée chinoise est bien de permettre aux soldats d’infanterie d’évoluer plus facilement dans les terrains difficiles, notamment montagneux.

L’institut 202 (groupement industriel) avait présenté son premier modèle d’exosquelette au meeting aérien de Zhuhai, en 2014, comme l’illustre la vidéo ci-dessous. Ce dernier avait un coefficient de 80% (un poids porté de 100kg ne pèse que 20kg pour le porteur de l’exosquelette).

En juin, l’institut a dévoilé une version upgradée de ce système, capable notamment de permettre des mouvements complexes requérant une grande flexibilité (ramper dans la boue, sous des barbelés, par exemple), tout en conservant l’avantage de l’exosquelette en termes de transport de charges lourdes.

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On constate à ce sujet un système d’aide en haut du costume, pour permettre l’emport d’objets lourds (une espèce de « grue portable », en quelque sorte). Les caractéristiques de l’exosquelette upgradé sont les suivantes : emport de plus de 50 kg, capacité de marcher 20km à une vitesse moyenne de 4,5 km/h. Des caractéristiques proches du système HULC développé par Lockheed Martin (ci-dessous).

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Mais ce qui interpelle également, ce sont les vidéos présentant le concept en images de synthèse. On y voit clairement que l’exosquelette est appelé à servir non seulement en soutien, mais en première ligne, avec des soldats portant de lourdes charges, et un armement également pesant.

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Une solution intéressante pour l’allègement du combattant, problème de premier plan aujourd’hui dans les armées, et compte tenu à la fois de la numérisation du soldat, et de la difficulté des missions. Toutefois, la problématique de la charge et de la puissance électrique demeure, même  si ces différents systèmes sont capables, même en cas de faible charge batterie, de continuer à soutenir des charges sans « laisser tomber » le combattant.

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Mais au-delà du transport de charges, l’intérêt d’un exosquelette est de permettre l’augmentation des capacités de mobilité du soldat : sauter plus haut, courir plus vite, et avec un armement complet. En ce sens, il sera intéressant de suivre les évolutions du système chinois.

 

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Lorsque Dan Baechle, ingénieur mécanicien, était petit, il était fasciné par les robots, et tout particulièrement par les exosquelettes du film ALIENS de James Cameron. Et cette fascination ne l’a jamais quitté, même lorsqu’il a rejoint l’ US Army Research lab (ARL) pour s’intéresser à l’innovation en robotique.

D’où l’inspiration de MAXFAS, un exosquelette mécatronique destiné à enserrer le bras d’un utilisateur, pour entraîner les nouvelles recrues au tir de précision, et à améliorer leur efficacité vis-à-vis du maniement des armes de poing.

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La bête est conçue pour aider l’utilisateur à maîtriser ses tremblements involontaires, une fonction dérivée de sa fonction initiale : la rééducation des victimes d’attaques cérébrales. Il s’agit d’un exosquelette en carbone, composé de câbles et de moteurs, et de capteurs de mouvement.

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Lorsque le bras détecte un tremblement, il active légèrement les câbles qui permettent de compenser le mouvement, stabilisant ainsi le bras sans l’immobiliser. Cet accompagnement digne d’un marionnettiste du mouvement de l’utilisateur était initialement utilisé pour permettre une meilleure performance du tir, en opérations (l’exosquelette étant particulièrement léger). Mais cela nécessiterait une version autonome du dispositif (sans les câbles).

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Toutefois, ses concepteurs ont découvert qu’après plusieurs utilisations de MAXFAS, le tremblement s’atténuait, pour presque disparaître…même en l’absence de l’exosquelette. D’où l’utilisation du système pour l’entraînement des jeunes recrues.

Vous trouverez le travail de thèse de Dan Baechle ici

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A priori, mis à part le fait que ce sont tous deux des véhicules, rien de comparable entre une monoplace de formule 1 et un engin blindé. Pourtant, aujourd’hui, les technologies de la F1 sont utilisées par les concepteurs de véhicules militaires.

Ainsi, la société BAE a adapté un système de suspension active issu de la F1 à la famille des blindés CV90 destinés à l’armée suédoise, afin d’améliorer leur motricité sur des terrains difficiles. A ne pas confondre avec la suspension pilotée, la suspension active est utilisée dans le monde de la F1 depuis les années 1990 mais elle a été vite abandonnée en 1993 en raison d’un avantage concurrentiel jugé déloyal.

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Le principe est simple : la suspension, pilotée par l’électronique, réagit sur chaque passage de bosse, qu’elle absorbe quasiment. Des vérins hydrauliques rapides sont montés en bout des suspensions. Renseignés par des capteurs (par exemple l’inclinaison, l’angle au volant et l’accélération, un calculateur commande l’alimentation en pression hydraulique de ces vérins et adapte donc la raideur des suspensions tout en corrigeant et en stabilisant l’assiette.

De là à utiliser cet avantage pour un blindé confronté à des terrains bosselés…eh bien il y a un inconvénient… de poids. La suspension active concernait jusqu’à présent des véhicules légers en fibres de carbone, d’un poids inférieur à 700kg. Or un CV90 peut peser jusqu’à 35 tonnes.

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L’innovation de BAE est donc réelle. Et tellement réelle que la société n’a pas expliqué comment elle avait réussi cette adaptation. Mais les résultats parlent d’eux-mêmes : la vitesse maximale du CV90 « classique » ne pouvait excéder 70 km/h – avec les suspensions actives, on augmente cette vitesse de près de 40% ce qui constitue le record du monde pour un blindé (source : BAE). La technique consiste, même si on n’en connaît pas les détails, à déterminer avec précision les accélérations en chaque coin du véhicule (en particulier les décollements du terrain) ; quand le mouvement vertical et l’accélération dépassent certains seuils, le système commence à durcir les suspensions, et lorsque le véhicule retombe, les chocs sont absorbés avec environ trois fois plus d’efficacité.

Les avantages espérés : moins de fatigue pour les occupants et pour le véhicule (gains de maintenance), mais également un gain en stabilité, et donc en précision verticale du tir ou en poursuite d’objectif. Les CV90 en service feront l’objet d’un retrofit, qui ne devrait prendre que quelques semaines lors d’une période de maintenance.

Images (c) BAE Systems

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Vue au dernier SOFINS, voici Spynel-M, la nouvelle caméra de la société HGH Infrared Systems, pour la surveillance de sites critiques. HGH est une société bien connue dans le domaine des systèmes optroniques pour applications industrielles, civiles et de sécurité. Depuis 33 ans, c’est l’un des experts mondiaux en optronique et technologies infrarouges (et c’est une société française !).

Au SOFINS 2015, HGH présentait la dernière-née de la gamme Spynel, le Spynel-M, un système thermique de surveillance panoramique, particulièrement compact comme le montre la photo ci-dessus. Ce système, embarqué facilement sur un véhicule quelconque, ne pèse en effet que 1,8 kg pour un encombrement réduit à 12×20 cm. Il consiste en une caméra thermique panoramique haute résolution, agissant comme un radar infrarouge capable de prendre des images panoramiques sur 360 degrés, surveillant ainsi une zone d’un diamètre de 1,5 km.

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Il peut donc être installé sur un mât, en haut d’un bâtiment, ou transporté sur une zone d’opérations. En sus de sa capacité de capture des images, le système est capable de réaliser une poursuite automatique d’objets mobiles, tels que des drones, ou des personnels (même rampants). A cet égard, les images présentées au SOFINS étaient particulièrement éloquentes. La détection d’un personnel est efficace sur une portée de 700m.

Enfin, une dernière fonctionnalité est inhérente à la nature du capteur : à la différence d’un radar, le capteur est ici passif, et ne peut donc être brouillé, ni localisé.

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Au-delà des applications classiques, on peut donc imaginer qu’un tel système puisse fournir, pour des sites sensibles, une surveillance efficace contre les micro-drones qui sévissent en ce moment. La combinaison des capacités de la caméra et du logiciel d’analyse CYCLOPE permet en effet la capture et le suivi de mobiles très difficilement détectables, comme le montre l’image ci-dessus.

J’avais parlé, dans un précédent article, des systèmes de la société KESTREL – la société française HGH n’est donc pas en reste. Elle démontrera d’ailleurs le Spynel-M lors du Forum Entreprises Défense 2015 à Versailles-Satory, France, du 20 au 21 mai.

Images (C) HGH, E. Chiva

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L’US SOCOM (commandement des Forces Spéciales américaines) s’intéresse de très près aux technologies de protection balistique individuelles. Parmi ses projets, voici TALOS (Tactical Assault Light Operator Suit), une armure un peu spéciale puisqu’elle est développée par le MIT (Massachusetts Institute of Technology) et possède une panoplie technologique impressionnante.

Parmi les innovations, TALOS possède par exemple son propre système de génération de chaleur, d’énergie, et même d’oxygène. L’armure est supposée pouvoir « envelopper » le corps du fantassin, et permettre de remonter des informations sur l’état physiologique du soldat (température de la peau, rythme cardiaque, hydratation…) ainsi que l’état énergétique de ses équipements, grâce à un réseau de micro-capteurs. Elle sera même capable de prodiguer les premiers soins, en générant une mousse qui sera diffusée sur la blessure ouverte pour permettre une première coagulation et gagner du temps en attendant l’évacuation du personnel concerné.

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Pour ce faire, TALOS incorporera une « armure liquide », en fait un matériau magnétorhéologique à base de nanoparticules, capable de changer son état de liquide à solide en quelques millisecondes, lorsqu’un champ magnétique ou électrique est appliqué. La technologie est en cours de développement au MIT, l’ambition de l’armée américaine étant de permettre à un fantassin de résister à un feu direct – le concept (un peu romancé) est présenté ci-dessous par un film d’animation très « marvelien ».

De l’aveu de l’US SOCOM, l’épisode malheureux connu par l’armée américaine à Mogadiscio, repris dans l’excellent film « la chute du faucon noir » a marqué durablement les esprits et est à l’origine d’un nombre conséquent de projets de recherche sur le sujet de la protection du fantassin individuel. Les premières démonstrations de TALOS auront lieu entre le 8 et le 10 juillet près de la MacDill Air Force Base.

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Toujours dans le cadre de la sélection des projets innovants vus au SOFINS, nous allons aujourd’hui nous intéresser aux outils de réglage et de surveillance d’armes.

En premier lieu, RAPACE, un système notamment financé par un projet RAPID, et porté par les sociétés SOMINEX et STARNAV. Dans la grande tradition des acronymes militaires, RAPACE signifie « Réglage d’Armes Par Analyse et Correction Etalonnée ».

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Il s’agit d’un système permettant le simbleautage automatique, c’est-à-dire le réglage de l’alignement de l’axe canon avec l’axe de visée. Cette opération nécessite la maîtrise de nombreux paramètres, et est liée bien évidemment à l’arme, mais également au tireur lui-même. La difficulté consiste à automatiser cette opération, sans avoir recours à un tir réel. Le schéma ci-dessous illustre la problématique de l’opération.

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Pour ce projet, deux PME se sont associées. La première, SOMINEX, est spécialisée dans la réalisation d’affuts de tirs. STARNAV, quant à elle, est une société spécialisée dans  l’extraction de données géométriques à partir d’images. La solution développée dans le cadre du programme RAPID consiste donc à utiliser des techniques de reconstruction optique afin de permettre un simbleautage optimal. La technologie consiste à utiliser un écran portable type tablette, afin de symboliser l’axe canon par un réticule. Cet écran est placé sur un support, au bout du canon. Il suffit ensuite de régler la visée par alignement des réticules. Les données de réglage peuvent être corrigées (prise en compte de la température, des paramètres tireurs si connus, …) complétées (nom du régleur, date, etc..) et archivées.

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RAPACE a abouti à un brevet et à la réalisation d’un prototype fonctionnel de démonstration, présenté au SOFINS.

Un autre programme mis en avant par la DGA est le résultat d’une Opération d’Expérimentation Réactive – OER –  nommée SHOOTMEMS. Il s’agit d’un système à base de MEMS pour le monitoring passif et la sécurité pour armes. Malheureusement, je n’ai pas réussi à rencontrer le responsable sur place, et je ne peux que deviner ce dont il s’agit (que la DGA m’écrive si je me trompe).

UN MEMS est un acronyme désignant un composant micro-électromécanique (Microelectromechanical system), c’est-à-dire un microsystème comprenant un ou plusieurs éléments mécaniques, et jouant le rôle de capteur ou d’actionneur. Leur taille varie de quelques microns à quelques dizaines de nanomètres. Ils peuvent être complètement passifs, et sont extrêmement robustes et insensibles aux environnements électromagnétiques.

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Appliqué à la surveillance de systèmes, un tel composant a pour objectif de fournir directement le nombre de dépassements d’un ou de plusieurs seuils de contraintes prédéfinis, et d’archiver grâce à une roue codeuse l’historique du système.

A titre d’exemple, les MEMS ont été utilisés par la société CNIM sur le SPRAT (pont d’assaut modulaire), afin de surveiller le potentiel d’utilisation des travures soumises à des contraintes fortes résultant d’exigences élevées. A cette occasion, les sociétés CNIM et SilMach (conceptrice du capteur ChronoMEMS dont la photo est ci-dessus) ont reçu, lors d’Eurosatory 2014, le prix « Ingénieur Général Chanson » décerné par l’Association de l’Armement Terrestre.

Dans le cas de l’OER présentée au SOFINS, il s’agit visiblement d’intégrer ce type de composants dans des armes, afin de permettre une surveillance résiliente des contraintes subies, un monitoring passif miniaturisé, et un archivage de tous les évènements mécaniques subis dans la vie de l’arme. La photo ci-dessous montre les capteurs présentés.

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Le composant est passif, car il tire son énergie des déformations ou des déplacements de la structure qu’il surveille.

On facilite ainsi le suivi des parcs d’armes grâce à des composants économiques, pratiquement perpétuels et permettant une mesure fine, et donc une anticipation des opérations de maintenance et de réparation.

Images (c) Sominex, Starnav, Défense Nationale, Silmach, Hunting-Performance.fr